По всему миру строятся тысячи гидроэлектростанций, в основном в развивающихся странах.
Эти огромные сооружения являются одним из крупнейших в мире источников возобновляемой энергии, но они также создают экологические проблемы. Гидроэнергетические плотины ухудшают качество воды на реках. Вода, стекающая вниз по течению от плотин, истощается кислородом, что наносит вред многим водным животным. Водохранилища над плотинами подвержены вредоносному цветению водорослей и могут вымывать токсичные металлы, такие как ртуть, из затопленной почвы.
Вопрос: влияют ли плотины и на речные системы дальше, на побережье, где реки впадают в море.
Был проведен естественный эксперимент, сравнив четыре реки, расположенные вдоль тихоокеанского побережья Мексики - две, которые имеют плотины, и две, которые остаются свободными. Обнаружено, что плотины рек оказывают заметное негативное экологическое и экономическое воздействие на прибрежные районы, расположенные на расстоянии более 60 миль вниз по течению.
Два других стока происходят из близлежащих рек Сантьяго и Фуэрте, на долю которых приходится более 95% их стока, удерживаемого в водохранилищах. Помимо ограничения стока, эти водохранилища улавливают донные отложения - более 1 млн. тонн в год по обеим рекам вместе взятым. На реках без препятствий потоки стекают вниз по течению и в конечном итоге оседают вдоль берега, способствуя стабилизации береговой линии, а иногда даже ее накоплению. В устье этих двух рек обнаружили, что волны размывают до 33 гектаров объединенной земли - что эквивалентно примерно 62 футбольным полям - каждый год, что оказывает широкомасштабное экологическое и экономическое воздействие на окружающие регионы.
Экология здоровых берегов
Полевые исследования ясно показали, что нестабильность берега в результате потери течения в устьях рек, затопленных плотинами, наносит ущерб экосистемам, расположенным вдоль берега. Например, в прибрежных районах, расположенных ниже по течению свободно протекающих рек, значительно больше растительного разнообразия. Многие из этих растений встречались только в прибрежных районах и поэтому имели высокую природоохранную ценность.
Прибрежная эрозия, вызванная недостаточным поступлением потоков из рек, также сокращает критическую среду обитания в питомниках, таких как мангровые леса, где многие коммерчески значимые виды рыб проводят свою молодь на стадии размножения. Мы обнаружили, что рыбная ловля в устье свободно текущей реки Сан-Педро была значительно выше, чем в устье плотины реки Фуэрте. Эта потеря рыболовного потенциала обходится примерно в 1,3 миллиона долларов США каждый год.
Сокращение стока наносов также лишает прибрежные эстуарии питательных веществ. Привлекательный промысел креветок и устриц в изученном нами регионе в значительной степени зависит от поступления питательных веществ из рек. В районе реки Сан-Педро эти промыслы ежегодно приносят около 5,8 миллионов долларов США; вблизи рек, затопленных плотинами, они почти полностью заброшены.
Прибрежные мангровые водно-болотные угодья также защищают береговую линию от ураганов и тропических штормов и служат рекреационными зонами и природоохранной средой для диких животных. Зная это, мы подсчитали, что потеря этих экосистемных услуг вокруг рек, затопленных плотинами, составляет 3,9 млн долл. в год.
Еще одной ценной функцией мангровых водно-болотных угодий является накопление "голубого углерода" в тканях растений и почвах, уменьшающее последствия изменения климата. Но когда береговые линии отступают, а мангровые заросли разрушаются, этот углерод высвобождается. Мы подсчитали, что потеря мангровых зарослей в исследуемом нами регионе представляет собой потерю примерно 130 000 долларов США в годовом потенциале торговли углеродом для этого региона.
Суммируя все экологические услуги, которые предоставляют прибрежные экосистемы, подсчитали, что экономические последствия потери береговой линии вокруг рек Сантьяго и Фуэрте, связанные с плотиной гидроэлектростанции, составили более 10 миллионов долларов США в год.
Поскольку донные отложения так важны для районов вокруг устьев рек, сокращение отлова донных отложений за дамбами может смягчить некоторые вредные воздействия на прибрежные районы. Для этого существует несколько способов - в частности, обход донных осадков или отвод части донных осадков, вытекающих из верховьев реки, вокруг плотин и позволяющий ей вновь влиться в реку ниже по течению.
Эта стратегия может быть включена в новое строительство или включена в существующие плотины. Помимо уменьшения воздействия плотин на окружающую среду, она также увеличивает срок службы плотин за счет снижения скорости заполнения их водохранилищ илом.
До настоящего времени в оценках воздействия на окружающую среду крупных внутренних плотин часто не проводилось надлежащего анализа воздействия, которое эти плотины окажут вниз по течению на береговую линию, эстуарии, дельты и лагуны. Исследование показывает, насколько важно в полной мере учитывать экологическое и экономическое воздействие плотин на побережье и бассейны.